兰新高铁双块式无砟轨道有限元仿真分析研究

摘要

高速铁路给中国铁路运输带来了新的生命力。如今，高新科技的发展日新月异，因此，为了加强和完善轨道结构系统，我国投入了大量人力、物力成本，做了大量研究。其中，CRTSI型双块式无砟轨道结构作为我国独立自主研发的成果，在我国被广泛应用。但是，由于道床板裂纹很可能对混凝土结构的受力产生影响，甚至会导致整个轨道结构的破坏，从而使无砟轨道的使用寿命缩短。因此，对无砟轨道受力特性及裂纹性质进行仿真分析，是中国高速铁路发展的重要课题。
　　在本文中，首先，由于道床板为钢筋混凝土结构，在考虑到混凝土的非线性效应和多轴效应的前提下，采用大型有限元软件ADINA建立CRTS型双块式无砟轨道空间有限元实体模型；其次，计算出道床板无裂纹时，轨道结构在温度荷载下的应力分布；再次，分别考虑不同深度裂纹下轨道结构在温度荷载下的应力强度因子，以及裂缝的扩展情况；最后，建立无砟轨道优化计算模型和进行仿真计算，在裂纹深度和长度均为50mm有限元模型的基础上，对斜向钢筋布置位置进行优化计算分析，获得最优的结构设计方案。

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1 绪论

1.1引言

1.2 国内外双块式无砟轨道发展概况

1.3道床板裂缝产生原因

1.4混凝土裂缝类型

1.5戈壁滩地区 CRTS I 型双块式无砟轨道道床板裂纹分析

1.6配置斜向钢筋的施工方法

1.7 本文主要研究方向

2 无砟轨道基本模型

2.1 ADINA有限元分析软件简介

2.2无砟轨道有限元基本模型

2.3无砟轨道模型基本计算参数

2.4计算假定

2.5 温度设置

3 断裂力学理论与工程数值计算方法

3. 1 断裂力学理论介绍

3.2 断裂力学的数值计算方法

4 无砟轨道有限元仿真模型

4.1建立几何模型

4.2建立结构材料本构模型和温度材料本构模型

4.3建立单元组划分网格

4.4建立模型约束边界条件

4.5施加载荷

4.6设置求解参数

4.7无砟轨道应力求解计算和计算结果

5 双块式无砟轨道裂纹数值模拟计算分析

5.1 ADINA软件中的断裂理论

5.2 建立双块式无砟轨道断裂准则

5.3 道床板断裂韧度KC的计算

5.4 路基上双块式无砟轨道裂纹有限元模型

5.5 斜向钢筋位置对断裂参数影响的优化计算分析

5.6 本章小结

结论

(1)主要研究内容与结论

(2)本文创新点

(3)展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果